電力變壓器故障分析報(bào)告一、概述

電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全至關(guān)重要。本報(bào)告旨在通過(guò)對(duì)電力變壓器常見故障的分析，探討故障原因、診斷方法及預(yù)防措施，以提升設(shè)備運(yùn)行可靠性。報(bào)告內(nèi)容涵蓋故障類型、故障診斷技術(shù)、故障處理流程及預(yù)防維護(hù)要點(diǎn)。

二、電力變壓器常見故障類型

（一）繞組故障

1.短路故障

(1)銅或鋁線斷裂導(dǎo)致接觸短路

(2)絕緣老化引發(fā)相間短路

(3)制造缺陷導(dǎo)致匝間短路

2.開路故障

(1)繞組引線松動(dòng)或斷開

(2)絕緣損壞導(dǎo)致電路中斷

（二）鐵芯故障

1.鐵芯局部熔接

(1)鐵芯片間絕緣不良

(2)運(yùn)行中過(guò)勵(lì)磁導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱

2.鐵芯松動(dòng)或位移

(1)安裝不當(dāng)引發(fā)振動(dòng)疲勞

(2)鐵芯緊固件銹蝕

（三）冷卻系統(tǒng)故障

1.油路堵塞

(1)運(yùn)行年限長(zhǎng)導(dǎo)致油泥沉積

(2)冷卻器濾網(wǎng)臟污

2.油泵故障

(1)電機(jī)過(guò)載導(dǎo)致停轉(zhuǎn)

(2)機(jī)械磨損引發(fā)泄漏

（四）套管故障

1.絕緣破損

(1)環(huán)境腐蝕導(dǎo)致絕緣層老化

(2)運(yùn)行中機(jī)械振動(dòng)損傷

2.引線接觸不良

(1)氧化導(dǎo)致導(dǎo)電性下降

(2)過(guò)熱引發(fā)熔化

三、故障診斷技術(shù)

（一）常規(guī)檢測(cè)方法

1.空載試驗(yàn)

(1)測(cè)量空載損耗（參考值：額定容量的0.1%~0.2%）

(2)檢查空載電流波形

2.短路試驗(yàn)

(1)測(cè)量短路阻抗（參考范圍：4%~10%）

(2)評(píng)估繞組機(jī)械應(yīng)力

（二）先進(jìn)診斷技術(shù)

1.電氣測(cè)試

(1)變比測(cè)試（誤差允許±0.2%）

(2)絕緣電阻測(cè)試（參考值：20MΩ以上）

2.熱成像檢測(cè)

(1)定期紅外掃描識(shí)別熱點(diǎn)

(2)溫升閾值：油溫≤65℃、鐵芯≤95℃

3.油中溶解氣體分析（DGA）

(1)特征氣體比值判斷故障類型（如：總烴含量＞100ppm指示過(guò)熱）

(2)三比值法（H?/C?、CH?/C?、C?H?/C?H?）

四、故障處理流程

（一）應(yīng)急處理步驟

1.斷電隔離

(1)啟動(dòng)備用變壓器

(2)確認(rèn)斷路器分閘狀態(tài)

2.初步排查

(1)檢查油位、油色、油溫

(2)評(píng)估有無(wú)異響或放電聲

（二）故障修復(fù)步驟

1.繞組修復(fù)

(1)清除短路點(diǎn)后重新絕緣處理

(2)使用真空浸漆工藝提升耐壓性

2.鐵芯修復(fù)

(1)補(bǔ)焊熔接處并打磨平整

(2)確保鐵芯接地可靠

3.冷卻系統(tǒng)修復(fù)

(1)清洗或更換冷卻器濾網(wǎng)

(2)檢查油泵電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

五、預(yù)防維護(hù)措施

（一）定期巡檢要點(diǎn)

1.外觀檢查

(1)每月記錄油位、油色變化

(2)檢查套管有無(wú)裂紋或放電痕跡

2.油質(zhì)檢測(cè)

(1)每半年檢測(cè)水分含量（應(yīng)＜5ppm）

(2)評(píng)估抗氧化性能

（二）運(yùn)行優(yōu)化建議

1.負(fù)載管理

(1)避免長(zhǎng)期滿載運(yùn)行（建議負(fù)載率80%以下）

(2)變頻啟動(dòng)減少?zèng)_擊電流

2.環(huán)境控制

(1)保持環(huán)境濕度＜80%

(2)避免陽(yáng)光直射油箱

（三）維護(hù)記錄管理

1.建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)

(1)記錄故障類型、發(fā)生頻率

(2)分析同類設(shè)備共性問題

2.制定檢修計(jì)劃

(1)根據(jù)運(yùn)行年限（如：10年以上需每年大修）

(2)結(jié)合DGA趨勢(shì)預(yù)測(cè)潛在故障

六、結(jié)論

電力變壓器故障分析需結(jié)合多維度檢測(cè)手段，從故障類型、診斷技術(shù)到處理流程需系統(tǒng)化管理。預(yù)防性維護(hù)是降低故障率的關(guān)鍵，建議通過(guò)定期檢測(cè)、負(fù)載優(yōu)化及數(shù)據(jù)積累實(shí)現(xiàn)全生命周期管理，從而保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、概述

電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全至關(guān)重要。本報(bào)告旨在通過(guò)對(duì)電力變壓器常見故障的分析，探討故障原因、診斷方法及預(yù)防措施，以提升設(shè)備運(yùn)行可靠性。報(bào)告內(nèi)容涵蓋故障類型、故障診斷技術(shù)、故障處理流程及預(yù)防維護(hù)要點(diǎn)。

二、電力變壓器常見故障類型

（一）繞組故障

1.短路故障

(1)銅或鋁線斷裂導(dǎo)致接觸短路

-原因分析：長(zhǎng)期過(guò)載導(dǎo)致導(dǎo)體溫度超標(biāo)，發(fā)生熔斷或連接處氧化；機(jī)械振動(dòng)使導(dǎo)線疲勞斷裂。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：突發(fā)性巨響、電流急劇增大（可達(dá)額定電流10倍以上）、油溫快速上升、保護(hù)裝置動(dòng)作。

-處理要點(diǎn)：立即斷電，檢查繞組截面損傷程度，必要時(shí)更換繞組或整體更換變壓器。

(2)絕緣老化引發(fā)相間短路

-原因分析：油中雜質(zhì)、水分導(dǎo)致絕緣介質(zhì)損耗增大；頻繁切換負(fù)載產(chǎn)生電弧灼傷絕緣層。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：間歇性放電聲、油中產(chǎn)生大量氫氣和甲烷、鐵芯振動(dòng)加劇。

-處理要點(diǎn)：通過(guò)DGA分析氣體成分定位故障點(diǎn)，修復(fù)絕緣或重繞線圈，加強(qiáng)運(yùn)行中油質(zhì)監(jiān)測(cè)。

(3)制造缺陷導(dǎo)致匝間短路

-原因分析：導(dǎo)線壓接不均產(chǎn)生局部高溫；絕緣膜存在氣泡或褶皺。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：空載損耗異常增大、空載電流含奇次諧波、局部放電檢測(cè)儀顯示信號(hào)增強(qiáng)。

-處理要點(diǎn)：小缺陷可施加直流耐壓消除，嚴(yán)重時(shí)需返廠處理或更換設(shè)備。

2.開路故障

(1)繞組引線松動(dòng)或斷開

-原因分析：緊固件銹蝕松動(dòng)；運(yùn)輸或安裝中機(jī)械損傷。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：輸出電壓異常波動(dòng)、三相電流不平衡、保護(hù)裝置誤動(dòng)。

-處理要點(diǎn)：停機(jī)后緊固連接螺栓，檢查引線絕緣是否破損，必要時(shí)重新制作引線。

(2)絕緣損壞導(dǎo)致電路中斷

-原因分析：短路故障未徹底清除殘留高溫；外力撞擊破壞絕緣結(jié)構(gòu)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：輸出端電壓為零、零序電流突增、變壓器發(fā)出沉悶轟鳴。

-處理要點(diǎn)：分段測(cè)試?yán)@組電阻，定位斷路點(diǎn)，更換受損絕緣或重包絕緣層。

（二）鐵芯故障

1.鐵芯局部熔接

(1)鐵芯片間絕緣不良

-原因分析：油道堵塞導(dǎo)致絕緣浸漬不均；運(yùn)行年限長(zhǎng)形成導(dǎo)電橋。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：空載電流異常增大、鐵芯局部發(fā)燙、油中乙炔含量超標(biāo)。

-處理要點(diǎn)：拆卸鐵芯檢查絕緣厚度，清除油泥后重新噴涂絕緣漆，嚴(yán)重時(shí)需更換鐵芯。

(2)運(yùn)行中過(guò)勵(lì)磁導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱

-原因分析：電壓超過(guò)額定值20%以上持續(xù)運(yùn)行；接線組別錯(cuò)誤導(dǎo)致激磁電流增大。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：鐵芯振動(dòng)加劇、油溫超過(guò)90℃、鐵芯片變形發(fā)出異響。

-處理要點(diǎn)：調(diào)整電源電壓至額定范圍，核對(duì)接線組別，必要時(shí)增加鐵軛截面積。

2.鐵芯松動(dòng)或位移

(1)安裝不當(dāng)引發(fā)振動(dòng)疲勞

-原因分析：地腳螺栓預(yù)緊力不足；鐵芯夾緊裝置磨損。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：運(yùn)行中產(chǎn)生“嘎啦”聲、鐵芯位移導(dǎo)致聲音周期性變化、油箱底部出現(xiàn)鐵銹。

-處理要點(diǎn)：加固地腳螺栓，更換磨損部件，加裝阻尼裝置（如橡膠墊片）。

(2)鐵芯緊固件銹蝕

-原因分析：潮濕環(huán)境加速金屬腐蝕；定期檢查維護(hù)不足。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：緊固件斷裂導(dǎo)致鐵芯錯(cuò)位、振動(dòng)傳遞至油箱引發(fā)噪聲共振。

-處理要點(diǎn)：使用不銹鋼螺栓替代普通螺栓，定期涂抹防銹劑，建立緊固件扭矩檢查清單。

（三）冷卻系統(tǒng)故障

1.油路堵塞

(1)運(yùn)行年限長(zhǎng)導(dǎo)致油泥沉積

-原因分析：抗老化添加劑失效；冷卻油未定期更換。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：冷卻效率下降10%以上、頂層油溫升高5℃以上、風(fēng)扇電機(jī)電流異常。

-處理要點(diǎn)：拆卸冷卻器濾網(wǎng)清洗，使用超聲波清洗儀處理油箱內(nèi)部油泥，制定油樣檢測(cè)計(jì)劃（建議每年更換1/3油量）。

(2)冷卻器濾網(wǎng)臟污

-原因分析：環(huán)境粉塵含量高；維護(hù)周期過(guò)長(zhǎng)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：風(fēng)扇出口風(fēng)量不足、進(jìn)油口堵塞、壓力差指示異常（ΔP＞0.02MPa）。

-處理要點(diǎn)：建立濾網(wǎng)清洗記錄表，每月目視檢查，使用壓差計(jì)監(jiān)控濾網(wǎng)狀態(tài)。

2.油泵故障

(1)電機(jī)過(guò)載導(dǎo)致停轉(zhuǎn)

-原因分析：電源電壓波動(dòng)；泵軸與葉輪不同心。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：冷卻液循環(huán)中斷、油泵軸承溫度＞75℃、備用泵聯(lián)動(dòng)失敗。

-處理要點(diǎn)：檢查電機(jī)接線是否三相平衡，校準(zhǔn)泵的安裝同心度，加裝電流過(guò)載保護(hù)裝置。

(2)機(jī)械磨損引發(fā)泄漏

-原因分析：潤(rùn)滑油不足；軸承長(zhǎng)期干轉(zhuǎn)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：油泵殼體出現(xiàn)滴漏（允許范圍：每24小時(shí)＜5滴）、噪聲頻率增加。

-處理要點(diǎn)：檢查油位是否在標(biāo)線范圍內(nèi)，更換已磨損的密封件和軸承，建立泵體振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（四）套管故障

1.絕緣破損

(1)環(huán)境腐蝕導(dǎo)致絕緣層老化

-原因分析：沿海地區(qū)鹽霧腐蝕；工業(yè)粉塵附著形成導(dǎo)電層。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：套管表面出現(xiàn)白色粉末狀物質(zhì)、絕緣釉層開裂、紅外測(cè)溫顯示局部異常（溫差＞5℃）。

-處理要點(diǎn)：更換為耐候性更強(qiáng)的復(fù)合絕緣套管，定期噴涂憎水性涂料，加裝套管護(hù)套。

(2)運(yùn)行中機(jī)械振動(dòng)損傷

-原因分析：變壓器負(fù)載波動(dòng)劇烈；套管安裝高度不當(dāng)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：套管法蘭處出現(xiàn)裂紋、引線與套管連接處松動(dòng)、運(yùn)行中“咔嗒”聲。

-處理要點(diǎn)：調(diào)整套管安裝高度至中心線±10mm范圍內(nèi)，加裝減震支架，使用扭矩扳手緊固連接螺栓（扭矩值需符合廠家規(guī)定）。

2.引線接觸不良

(1)氧化導(dǎo)致導(dǎo)電性下降

-原因分析：空氣進(jìn)入連接處形成氧化膜；未使用防氧化劑。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：接觸電阻增大（應(yīng)＜0.1Ω）、連接點(diǎn)溫度高于其他部位、紅外熱成像顯示熱點(diǎn)。

-處理要點(diǎn)：使用凡士林或?qū)щ姼?，定期用萬(wàn)用表測(cè)量接觸電阻，夏季高溫期增加巡檢頻次。

(2)過(guò)熱引發(fā)熔化

-原因分析：連接螺栓松動(dòng)；散熱通道被遮擋。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：引線端部發(fā)黑、熔化成球狀、保護(hù)裝置頻繁動(dòng)作。

-處理要點(diǎn)：使用力矩扳手緊固螺栓（扭矩值參考表：M6螺栓約20N·m，M8螺栓約45N·m），清理散熱通道積污。

三、故障診斷技術(shù)

（一）常規(guī)檢測(cè)方法

1.空載試驗(yàn)

(1)測(cè)量空載損耗

-操作步驟：

1)將變壓器低壓側(cè)全部斷開，高壓側(cè)接入額定電壓源；

2)使用功率表測(cè)量輸入功率P?，同時(shí)記錄電流I?和電壓U；

3)計(jì)算損耗P?（W）=P實(shí)測(cè)-P鐵損（參考值：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳎?00W/kVA，三相變壓器＜50W/kVA）。

(2)檢查空載電流波形

-操作步驟：

1)使用示波器監(jiān)測(cè)高壓側(cè)電流波形；

2)標(biāo)準(zhǔn)波形應(yīng)為正弦波，若出現(xiàn)奇次諧波需記錄諧波含量（THD＜5%）。

2.短路試驗(yàn)

(1)測(cè)量短路阻抗

-操作步驟：

1)將低壓側(cè)短接，高壓側(cè)施加低電壓（Uk≈0.1U額定）使電流達(dá)額定值；

2)使用鉗形電流互感器測(cè)量短路電流Ik，電壓表測(cè)量Uk；

3)計(jì)算阻抗Zk（Ω）=Uk/Ik，三相變壓器標(biāo)準(zhǔn)值范圍4%~10%。

(2)評(píng)估繞組機(jī)械應(yīng)力

-操作步驟：

1)使用應(yīng)變片監(jiān)測(cè)鐵芯柱和繞組在短路電流下的變形量；

2)變形率限值：鐵芯＜0.2%，繞組層間＜0.3%。

（二）先進(jìn)診斷技術(shù)

1.電氣測(cè)試

(1)變比測(cè)試

-操作步驟：

1)使用精密變比測(cè)試儀分別測(cè)量高壓側(cè)和低壓側(cè)各分接檔位的電壓比；

2)誤差允許范圍：±0.2%（額定電壓比±2%以內(nèi)），±0.5%（額定電壓比±2%以外）。

(2)絕緣電阻測(cè)試

-操作步驟：

1)使用2500V兆歐表分別測(cè)試高壓對(duì)地、低壓對(duì)地、高壓對(duì)低壓絕緣電阻；

2)熱態(tài)絕緣電阻標(biāo)準(zhǔn)（20℃時(shí)）：≥200MΩ（電壓等級(jí)越高標(biāo)準(zhǔn)越高）。

2.熱成像檢測(cè)

(1)定期紅外掃描

-操作步驟：

1)使用紅外熱像儀對(duì)變壓器頂蓋、套管、冷卻器進(jìn)行掃描；

2)記錄各部位溫度，熱點(diǎn)區(qū)域溫差需＞15℃。

(2)溫升閾值監(jiān)測(cè)

-標(biāo)準(zhǔn)參考：

-油頂層溫度：≤65℃（環(huán)境溫度30℃時(shí)）

-鐵芯溫度：≤95℃（環(huán)境溫度30℃時(shí)）

-冷卻器電機(jī)溫度：≤75℃

3.油中溶解氣體分析（DGA）

(1)特征氣體比值判斷故障類型

-指示規(guī)則（IEC60599標(biāo)準(zhǔn)）：

-過(guò)熱故障：CH?>C?H?>C?H?>H?

-火災(zāi)故障：C?H?>CH?>C?H?>H?

-電暈放電：H?>CH?>C?H?>C?H?

-總烴含量異常：＞100ppm（總烴=CH?+C?H?+C?H?）

(2)三比值法

-判斷矩陣表（參考）：

|H?/C?H?|CH?/C?H?|C?H?/C?H?|故障類型|

|----------|----------|----------|------------|

|>1|>1|<1|低能放電|

|>1|<1|>1|高能放電|

|<1|>1|>1|過(guò)熱故障|

|<1|<1|<1|火災(zāi)故障|

四、故障處理流程

（一）應(yīng)急處理步驟

1.斷電隔離

(1)啟動(dòng)備用變壓器

-操作清單：

-檢查備用變壓器狀態(tài)（油位、冷卻系統(tǒng)正常）；

-逐級(jí)合閘至備用變壓器運(yùn)行位置；

-確認(rèn)主變壓器保護(hù)裝置跳閘狀態(tài)。

(2)確認(rèn)斷路器分閘狀態(tài)

-操作清單：

-使用紅外測(cè)溫儀檢查斷路器確在分閘位置；

-檢查斷路器輔助觸點(diǎn)信號(hào)是否正確。

2.初步排查

(1)檢查油位、油色、油溫

-判斷標(biāo)準(zhǔn)：

-油位：在油位計(jì)上下刻度之間（環(huán)境溫度變化需校準(zhǔn)）；

-油色：透明亮澤（新油呈淺黃色，運(yùn)行中允許輕微變深）；

-油溫：≤70℃（環(huán)境溫度≤40℃時(shí)）。

(2)評(píng)估有無(wú)異響或放電聲

-聽音要點(diǎn)：

-正常運(yùn)行音：連續(xù)均勻的嗡嗡聲（頻率50Hz）；

-異常聲音：刺耳的“嘎啦”聲（鐵芯松動(dòng)）、“嘶嘶”聲（放電）。

（二）故障修復(fù)步驟

1.繞組修復(fù)

(1)清除短路點(diǎn)后重新絕緣處理

-操作步驟：

1)使用兆歐表定位故障相；

2)拆除受損繞組段，清除焦糊痕跡；

3)用酒精清洗后涂覆專用絕緣漆（如H級(jí)絕緣：≥155℃）；

4)重新壓緊繞組并施加工頻耐壓（1.5U額定）。

(2)重繞線圈

-質(zhì)量控制清單：

-導(dǎo)線圓度偏差＜0.02mm；

-層間絕緣厚度±2%；

-繞組壓緊度≥1.0kg/cm2。

2.鐵芯修復(fù)

(1)補(bǔ)焊熔接處并打磨平整

-操作要點(diǎn)：

-使用氬弧焊防止氧化；

-焊后用砂輪機(jī)打磨至原始鐵芯表面。

(2)確保鐵芯接地可靠

-檢查項(xiàng)目：

-接地片厚度≥3mm；

-接觸電阻＜0.1Ω（用雙臂電橋測(cè)量）。

3.冷卻系統(tǒng)修復(fù)

(1)清洗或更換冷卻器濾網(wǎng)

-操作步驟：

1)打開冷卻器排污閥排空舊油；

2)使用高壓水槍清洗濾網(wǎng)（壓力＜0.5MPa）；

3)檢查濾網(wǎng)孔洞密度（應(yīng)≥60個(gè)/cm2）。

(2)檢查油泵電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

-檢查清單：

-電機(jī)軸承溫度＜60℃；

-皮帶松緊度（下垂量2~3mm）；

-泵軸密封處無(wú)滴漏。

五、預(yù)防維護(hù)措施

（一）定期巡檢要點(diǎn)

1.外觀檢查

(1)每月記錄油位、油色變化

-記錄表項(xiàng)目：

-油位刻度；

-油色描述（顏色代碼）；

-油溫讀數(shù)。

(2)檢查套管有無(wú)裂紋或放電痕跡

-判斷標(biāo)準(zhǔn)：

-裂紋寬度＞0.2mm需處理；

-放電痕跡處涂抹凡士林觀察有無(wú)滲油。

2.油質(zhì)檢測(cè)

(1)每半年檢測(cè)水分含量

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1)取油樣至105℃烘箱干燥24小時(shí)；

2)稱重差值換算水分含量（應(yīng)＜5ppm）。

(2)評(píng)估抗氧化性能

-測(cè)試方法：

-使用旋轉(zhuǎn)氧彈儀測(cè)定過(guò)氧化值（POV＜10meq/kg）。

（二）運(yùn)行優(yōu)化建議

1.負(fù)載管理

(1)避免長(zhǎng)期滿載運(yùn)行

-推薦負(fù)載率：80%（夏季）~100%（冬季）；

-安裝負(fù)載調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)切換分接檔位。

(2)變頻啟動(dòng)減少?zèng)_擊電流

-措施清單：

-變壓器前安裝電抗器（電抗率5%~10%）；

-建立啟動(dòng)順序邏輯（如：先啟動(dòng)冷卻器再投運(yùn)主電源）。

2.環(huán)境控制

(1)保持環(huán)境濕度＜80%

-措施：

-油箱底部加裝呼吸器（硅膠干燥劑）；

-高濕地區(qū)使用環(huán)氧樹脂密封套管。

(2)避免陽(yáng)光直射油箱

-安裝方案：

-變壓器上方加裝遮陽(yáng)棚（距離箱體1.5m）；

-油箱噴涂太陽(yáng)反射涂層（反射率≥80%）。

（三）維護(hù)記錄管理

1.建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)

(1)記錄表項(xiàng)目：

-故障類型；

-發(fā)生時(shí)間與頻率；

-故障前運(yùn)行工況（負(fù)載率、環(huán)境溫度）；

-處理措施與效果。

(2)數(shù)據(jù)分析要點(diǎn)：

-繪制故障類型餅圖（如：繞組故障占比45%，冷卻系統(tǒng)故障占30%）；

-繪制故障發(fā)生時(shí)間序列圖查找周期性規(guī)律。

2.制定檢修計(jì)劃

(1)根據(jù)運(yùn)行年限（如：10年以上需每年大修）

-檢修項(xiàng)目清單（大修）：

-更換絕緣油；

-檢查鐵芯接地；

-測(cè)試?yán)@組變形。

(2)結(jié)合DGA趨勢(shì)預(yù)測(cè)潛在故障

-預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)：

-某氣體組分連續(xù)3次檢測(cè)增長(zhǎng)率＞10%需重點(diǎn)關(guān)注；

-編制氣體濃度趨勢(shì)預(yù)測(cè)曲線。

六、結(jié)論

電力變壓器故障分析需結(jié)合多維度檢測(cè)手段，從故障類型、診斷技術(shù)到處理流程需系統(tǒng)化管理。預(yù)防性維護(hù)是降低故障率的關(guān)鍵，建議通過(guò)定期檢測(cè)、負(fù)載優(yōu)化及數(shù)據(jù)積累實(shí)現(xiàn)全生命周期管理，從而保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、概述

電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全至關(guān)重要。本報(bào)告旨在通過(guò)對(duì)電力變壓器常見故障的分析，探討故障原因、診斷方法及預(yù)防措施，以提升設(shè)備運(yùn)行可靠性。報(bào)告內(nèi)容涵蓋故障類型、故障診斷技術(shù)、故障處理流程及預(yù)防維護(hù)要點(diǎn)。

二、電力變壓器常見故障類型

（一）繞組故障

1.短路故障

(1)銅或鋁線斷裂導(dǎo)致接觸短路

(2)絕緣老化引發(fā)相間短路

(3)制造缺陷導(dǎo)致匝間短路

2.開路故障

(1)繞組引線松動(dòng)或斷開

(2)絕緣損壞導(dǎo)致電路中斷

（二）鐵芯故障

1.鐵芯局部熔接

(1)鐵芯片間絕緣不良

(2)運(yùn)行中過(guò)勵(lì)磁導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱

2.鐵芯松動(dòng)或位移

(1)安裝不當(dāng)引發(fā)振動(dòng)疲勞

(2)鐵芯緊固件銹蝕

（三）冷卻系統(tǒng)故障

1.油路堵塞

(1)運(yùn)行年限長(zhǎng)導(dǎo)致油泥沉積

(2)冷卻器濾網(wǎng)臟污

2.油泵故障

(1)電機(jī)過(guò)載導(dǎo)致停轉(zhuǎn)

(2)機(jī)械磨損引發(fā)泄漏

（四）套管故障

1.絕緣破損

(1)環(huán)境腐蝕導(dǎo)致絕緣層老化

(2)運(yùn)行中機(jī)械振動(dòng)損傷

2.引線接觸不良

(1)氧化導(dǎo)致導(dǎo)電性下降

(2)過(guò)熱引發(fā)熔化

三、故障診斷技術(shù)

（一）常規(guī)檢測(cè)方法

1.空載試驗(yàn)

(1)測(cè)量空載損耗（參考值：額定容量的0.1%~0.2%）

(2)檢查空載電流波形

2.短路試驗(yàn)

(1)測(cè)量短路阻抗（參考范圍：4%~10%）

(2)評(píng)估繞組機(jī)械應(yīng)力

（二）先進(jìn)診斷技術(shù)

1.電氣測(cè)試

(1)變比測(cè)試（誤差允許±0.2%）

(2)絕緣電阻測(cè)試（參考值：20MΩ以上）

2.熱成像檢測(cè)

(1)定期紅外掃描識(shí)別熱點(diǎn)

(2)溫升閾值：油溫≤65℃、鐵芯≤95℃

3.油中溶解氣體分析（DGA）

(1)特征氣體比值判斷故障類型（如：總烴含量＞100ppm指示過(guò)熱）

(2)三比值法（H?/C?、CH?/C?、C?H?/C?H?）

四、故障處理流程

（一）應(yīng)急處理步驟

1.斷電隔離

(1)啟動(dòng)備用變壓器

(2)確認(rèn)斷路器分閘狀態(tài)

2.初步排查

(1)檢查油位、油色、油溫

(2)評(píng)估有無(wú)異響或放電聲

（二）故障修復(fù)步驟

1.繞組修復(fù)

(1)清除短路點(diǎn)后重新絕緣處理

(2)使用真空浸漆工藝提升耐壓性

2.鐵芯修復(fù)

(1)補(bǔ)焊熔接處并打磨平整

(2)確保鐵芯接地可靠

3.冷卻系統(tǒng)修復(fù)

(1)清洗或更換冷卻器濾網(wǎng)

(2)檢查油泵電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

五、預(yù)防維護(hù)措施

（一）定期巡檢要點(diǎn)

1.外觀檢查

(1)每月記錄油位、油色變化

(2)檢查套管有無(wú)裂紋或放電痕跡

2.油質(zhì)檢測(cè)

(1)每半年檢測(cè)水分含量（應(yīng)＜5ppm）

(2)評(píng)估抗氧化性能

（二）運(yùn)行優(yōu)化建議

1.負(fù)載管理

(1)避免長(zhǎng)期滿載運(yùn)行（建議負(fù)載率80%以下）

(2)變頻啟動(dòng)減少?zèng)_擊電流

2.環(huán)境控制

(1)保持環(huán)境濕度＜80%

(2)避免陽(yáng)光直射油箱

（三）維護(hù)記錄管理

1.建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)

(1)記錄故障類型、發(fā)生頻率

(2)分析同類設(shè)備共性問題

2.制定檢修計(jì)劃

(1)根據(jù)運(yùn)行年限（如：10年以上需每年大修）

(2)結(jié)合DGA趨勢(shì)預(yù)測(cè)潛在故障

六、結(jié)論

電力變壓器故障分析需結(jié)合多維度檢測(cè)手段，從故障類型、診斷技術(shù)到處理流程需系統(tǒng)化管理。預(yù)防性維護(hù)是降低故障率的關(guān)鍵，建議通過(guò)定期檢測(cè)、負(fù)載優(yōu)化及數(shù)據(jù)積累實(shí)現(xiàn)全生命周期管理，從而保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、概述

電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全至關(guān)重要。本報(bào)告旨在通過(guò)對(duì)電力變壓器常見故障的分析，探討故障原因、診斷方法及預(yù)防措施，以提升設(shè)備運(yùn)行可靠性。報(bào)告內(nèi)容涵蓋故障類型、故障診斷技術(shù)、故障處理流程及預(yù)防維護(hù)要點(diǎn)。

二、電力變壓器常見故障類型

（一）繞組故障

1.短路故障

(1)銅或鋁線斷裂導(dǎo)致接觸短路

-原因分析：長(zhǎng)期過(guò)載導(dǎo)致導(dǎo)體溫度超標(biāo)，發(fā)生熔斷或連接處氧化；機(jī)械振動(dòng)使導(dǎo)線疲勞斷裂。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：突發(fā)性巨響、電流急劇增大（可達(dá)額定電流10倍以上）、油溫快速上升、保護(hù)裝置動(dòng)作。

-處理要點(diǎn)：立即斷電，檢查繞組截面損傷程度，必要時(shí)更換繞組或整體更換變壓器。

(2)絕緣老化引發(fā)相間短路

-原因分析：油中雜質(zhì)、水分導(dǎo)致絕緣介質(zhì)損耗增大；頻繁切換負(fù)載產(chǎn)生電弧灼傷絕緣層。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：間歇性放電聲、油中產(chǎn)生大量氫氣和甲烷、鐵芯振動(dòng)加劇。

-處理要點(diǎn)：通過(guò)DGA分析氣體成分定位故障點(diǎn)，修復(fù)絕緣或重繞線圈，加強(qiáng)運(yùn)行中油質(zhì)監(jiān)測(cè)。

(3)制造缺陷導(dǎo)致匝間短路

-原因分析：導(dǎo)線壓接不均產(chǎn)生局部高溫；絕緣膜存在氣泡或褶皺。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：空載損耗異常增大、空載電流含奇次諧波、局部放電檢測(cè)儀顯示信號(hào)增強(qiáng)。

-處理要點(diǎn)：小缺陷可施加直流耐壓消除，嚴(yán)重時(shí)需返廠處理或更換設(shè)備。

2.開路故障

(1)繞組引線松動(dòng)或斷開

-原因分析：緊固件銹蝕松動(dòng)；運(yùn)輸或安裝中機(jī)械損傷。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：輸出電壓異常波動(dòng)、三相電流不平衡、保護(hù)裝置誤動(dòng)。

-處理要點(diǎn)：停機(jī)后緊固連接螺栓，檢查引線絕緣是否破損，必要時(shí)重新制作引線。

(2)絕緣損壞導(dǎo)致電路中斷

-原因分析：短路故障未徹底清除殘留高溫；外力撞擊破壞絕緣結(jié)構(gòu)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：輸出端電壓為零、零序電流突增、變壓器發(fā)出沉悶轟鳴。

-處理要點(diǎn)：分段測(cè)試?yán)@組電阻，定位斷路點(diǎn)，更換受損絕緣或重包絕緣層。

（二）鐵芯故障

1.鐵芯局部熔接

(1)鐵芯片間絕緣不良

-原因分析：油道堵塞導(dǎo)致絕緣浸漬不均；運(yùn)行年限長(zhǎng)形成導(dǎo)電橋。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：空載電流異常增大、鐵芯局部發(fā)燙、油中乙炔含量超標(biāo)。

-處理要點(diǎn)：拆卸鐵芯檢查絕緣厚度，清除油泥后重新噴涂絕緣漆，嚴(yán)重時(shí)需更換鐵芯。

(2)運(yùn)行中過(guò)勵(lì)磁導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱

-原因分析：電壓超過(guò)額定值20%以上持續(xù)運(yùn)行；接線組別錯(cuò)誤導(dǎo)致激磁電流增大。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：鐵芯振動(dòng)加劇、油溫超過(guò)90℃、鐵芯片變形發(fā)出異響。

-處理要點(diǎn)：調(diào)整電源電壓至額定范圍，核對(duì)接線組別，必要時(shí)增加鐵軛截面積。

2.鐵芯松動(dòng)或位移

(1)安裝不當(dāng)引發(fā)振動(dòng)疲勞

-原因分析：地腳螺栓預(yù)緊力不足；鐵芯夾緊裝置磨損。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：運(yùn)行中產(chǎn)生“嘎啦”聲、鐵芯位移導(dǎo)致聲音周期性變化、油箱底部出現(xiàn)鐵銹。

-處理要點(diǎn)：加固地腳螺栓，更換磨損部件，加裝阻尼裝置（如橡膠墊片）。

(2)鐵芯緊固件銹蝕

-原因分析：潮濕環(huán)境加速金屬腐蝕；定期檢查維護(hù)不足。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：緊固件斷裂導(dǎo)致鐵芯錯(cuò)位、振動(dòng)傳遞至油箱引發(fā)噪聲共振。

-處理要點(diǎn)：使用不銹鋼螺栓替代普通螺栓，定期涂抹防銹劑，建立緊固件扭矩檢查清單。

（三）冷卻系統(tǒng)故障

1.油路堵塞

(1)運(yùn)行年限長(zhǎng)導(dǎo)致油泥沉積

-原因分析：抗老化添加劑失效；冷卻油未定期更換。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：冷卻效率下降10%以上、頂層油溫升高5℃以上、風(fēng)扇電機(jī)電流異常。

-處理要點(diǎn)：拆卸冷卻器濾網(wǎng)清洗，使用超聲波清洗儀處理油箱內(nèi)部油泥，制定油樣檢測(cè)計(jì)劃（建議每年更換1/3油量）。

(2)冷卻器濾網(wǎng)臟污

-原因分析：環(huán)境粉塵含量高；維護(hù)周期過(guò)長(zhǎng)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：風(fēng)扇出口風(fēng)量不足、進(jìn)油口堵塞、壓力差指示異常（ΔP＞0.02MPa）。

-處理要點(diǎn)：建立濾網(wǎng)清洗記錄表，每月目視檢查，使用壓差計(jì)監(jiān)控濾網(wǎng)狀態(tài)。

2.油泵故障

(1)電機(jī)過(guò)載導(dǎo)致停轉(zhuǎn)

-原因分析：電源電壓波動(dòng)；泵軸與葉輪不同心。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：冷卻液循環(huán)中斷、油泵軸承溫度＞75℃、備用泵聯(lián)動(dòng)失敗。

-處理要點(diǎn)：檢查電機(jī)接線是否三相平衡，校準(zhǔn)泵的安裝同心度，加裝電流過(guò)載保護(hù)裝置。

(2)機(jī)械磨損引發(fā)泄漏

-原因分析：潤(rùn)滑油不足；軸承長(zhǎng)期干轉(zhuǎn)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：油泵殼體出現(xiàn)滴漏（允許范圍：每24小時(shí)＜5滴）、噪聲頻率增加。

-處理要點(diǎn)：檢查油位是否在標(biāo)線范圍內(nèi)，更換已磨損的密封件和軸承，建立泵體振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（四）套管故障

1.絕緣破損

(1)環(huán)境腐蝕導(dǎo)致絕緣層老化

-原因分析：沿海地區(qū)鹽霧腐蝕；工業(yè)粉塵附著形成導(dǎo)電層。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：套管表面出現(xiàn)白色粉末狀物質(zhì)、絕緣釉層開裂、紅外測(cè)溫顯示局部異常（溫差＞5℃）。

-處理要點(diǎn)：更換為耐候性更強(qiáng)的復(fù)合絕緣套管，定期噴涂憎水性涂料，加裝套管護(hù)套。

(2)運(yùn)行中機(jī)械振動(dòng)損傷

-原因分析：變壓器負(fù)載波動(dòng)劇烈；套管安裝高度不當(dāng)。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：套管法蘭處出現(xiàn)裂紋、引線與套管連接處松動(dòng)、運(yùn)行中“咔嗒”聲。

-處理要點(diǎn)：調(diào)整套管安裝高度至中心線±10mm范圍內(nèi)，加裝減震支架，使用扭矩扳手緊固連接螺栓（扭矩值需符合廠家規(guī)定）。

2.引線接觸不良

(1)氧化導(dǎo)致導(dǎo)電性下降

-原因分析：空氣進(jìn)入連接處形成氧化膜；未使用防氧化劑。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：接觸電阻增大（應(yīng)＜0.1Ω）、連接點(diǎn)溫度高于其他部位、紅外熱成像顯示熱點(diǎn)。

-處理要點(diǎn)：使用凡士林或?qū)щ姼?，定期用萬(wàn)用表測(cè)量接觸電阻，夏季高溫期增加巡檢頻次。

(2)過(guò)熱引發(fā)熔化

-原因分析：連接螺栓松動(dòng)；散熱通道被遮擋。

-現(xiàn)象表現(xiàn)：引線端部發(fā)黑、熔化成球狀、保護(hù)裝置頻繁動(dòng)作。

-處理要點(diǎn)：使用力矩扳手緊固螺栓（扭矩值參考表：M6螺栓約20N·m，M8螺栓約45N·m），清理散熱通道積污。

三、故障診斷技術(shù)

（一）常規(guī)檢測(cè)方法

1.空載試驗(yàn)

(1)測(cè)量空載損耗

-操作步驟：

1)將變壓器低壓側(cè)全部斷開，高壓側(cè)接入額定電壓源；

2)使用功率表測(cè)量輸入功率P?，同時(shí)記錄電流I?和電壓U；

3)計(jì)算損耗P?（W）=P實(shí)測(cè)-P鐵損（參考值：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳎?00W/kVA，三相變壓器＜50W/kVA）。

(2)檢查空載電流波形

-操作步驟：

1)使用示波器監(jiān)測(cè)高壓側(cè)電流波形；

2)標(biāo)準(zhǔn)波形應(yīng)為正弦波，若出現(xiàn)奇次諧波需記錄諧波含量（THD＜5%）。

2.短路試驗(yàn)

(1)測(cè)量短路阻抗

-操作步驟：

1)將低壓側(cè)短接，高壓側(cè)施加低電壓（Uk≈0.1U額定）使電流達(dá)額定值；

2)使用鉗形電流互感器測(cè)量短路電流Ik，電壓表測(cè)量Uk；

3)計(jì)算阻抗Zk（Ω）=Uk/Ik，三相變壓器標(biāo)準(zhǔn)值范圍4%~10%。

(2)評(píng)估繞組機(jī)械應(yīng)力

-操作步驟：

1)使用應(yīng)變片監(jiān)測(cè)鐵芯柱和繞組在短路電流下的變形量；

2)變形率限值：鐵芯＜0.2%，繞組層間＜0.3%。

（二）先進(jìn)診斷技術(shù)

1.電氣測(cè)試

(1)變比測(cè)試

-操作步驟：

1)使用精密變比測(cè)試儀分別測(cè)量高壓側(cè)和低壓側(cè)各分接檔位的電壓比；

2)誤差允許范圍：±0.2%（額定電壓比±2%以內(nèi)），±0.5%（額定電壓比±2%以外）。

(2)絕緣電阻測(cè)試

-操作步驟：

1)使用2500V兆歐表分別測(cè)試高壓對(duì)地、低壓對(duì)地、高壓對(duì)低壓絕緣電阻；

2)熱態(tài)絕緣電阻標(biāo)準(zhǔn)（20℃時(shí)）：≥200MΩ（電壓等級(jí)越高標(biāo)準(zhǔn)越高）。

2.熱成像檢測(cè)

(1)定期紅外掃描

-操作步驟：

1)使用紅外熱像儀對(duì)變壓器頂蓋、套管、冷卻器進(jìn)行掃描；

2)記錄各部位溫度，熱點(diǎn)區(qū)域溫差需＞15℃。

(2)溫升閾值監(jiān)測(cè)

-標(biāo)準(zhǔn)參考：

-油頂層溫度：≤65℃（環(huán)境溫度30℃時(shí)）

-鐵芯溫度：≤95℃（環(huán)境溫度30℃時(shí)）

-冷卻器電機(jī)溫度：≤75℃

3.油中溶解氣體分析（DGA）

(1)特征氣體比值判斷故障類型

-指示規(guī)則（IEC60599標(biāo)準(zhǔn)）：

-過(guò)熱故障：CH?>C?H?>C?H?>H?

-火災(zāi)故障：C?H?>CH?>C?H?>H?

-電暈放電：H?>CH?>C?H?>C?H?

-總烴含量異常：＞100ppm（總烴=CH?+C?H?+C?H?）

(2)三比值法

-判斷矩陣表（參考）：

|H?/C?H?|CH?/C?H?|C?H?/C?H?|故障類型|

|----------|----------|----------|------------|

|>1|>1|<1|低能放電|

|>1|<1|>1|高能放電|

|<1|>1|>1|過(guò)熱故障|

|<1|<1|<1|火災(zāi)故障|

四、故障處理流程

（一）應(yīng)急處理步驟

1.斷電隔離

(1)啟動(dòng)備用變壓器

-操作清單：

-檢查備用變壓器狀態(tài)（油位、冷卻系統(tǒng)正常）；

-逐級(jí)合閘至備用變壓器運(yùn)行位置；

-確認(rèn)主變壓器保護(hù)裝置跳閘狀態(tài)。

(2)確認(rèn)斷路器分閘狀態(tài)

-操作清單：

-使用紅外測(cè)溫儀檢查斷路器確在分閘位置；

-檢查斷路器輔助觸點(diǎn)信號(hào)是否正確。

2.初步排查

(1)檢查油位、油色、油溫

-判斷標(biāo)準(zhǔn)：

-油位：在油位計(jì)上下刻度之間（環(huán)境溫度變化需校準(zhǔn)）；

-油色：透明亮澤（新油呈淺黃色，運(yùn)行中允許輕微變深）；

-油溫：≤70℃（環(huán)境溫度≤40℃時(shí)）。

(2)評(píng)估有無(wú)異響或放電聲

-聽音要點(diǎn)：

-正常運(yùn)行音：連續(xù)均勻的嗡嗡聲（頻率50Hz）；

-異常聲音：刺耳的“嘎啦”聲（鐵芯松動(dòng)）、“嘶嘶”聲（放電）。

（二）故障修復(fù)步驟

1.繞組修復(fù)

(1)清除短路點(diǎn)后重新絕緣處理

-操作步驟：

1)使用兆歐表定位故障相；

2)拆除受損繞組段，清除焦糊